การใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิงในสมัยของเรา แม้จะเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์หม้อไอน้ำ ก็ดูเหมือนจะล้าสมัย และถึงกระนั้น หลักการทำงานของระบบพลังงานนี้มีข้อดีที่ปฏิเสธไม่ได้ ซึ่งสะท้อนให้เห็นในการเกิดขึ้นของแนวคิดทางเทคโนโลยีใหม่ ในกรณีนี้ โรงงานผลิตก๊าซถือเป็นคุณสมบัติการดำเนินงานที่ดึงดูดความสนใจของนักออกแบบจากอุตสาหกรรมยานยนต์มาเป็นเวลานาน แน่นอนว่าไม่มีการพูดถึงการเผาไม้แบบดั้งเดิมภายใต้ประทุน แต่พลังงานที่เกิดจากหน่วยดังกล่าวเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็ง
การออกแบบอุปกรณ์ผลิตก๊าซ
อุปกรณ์ประกอบด้วย คอนเวอร์เตอร์ พัดลม เครื่องฟอก ท่อส่งโครงสร้างพื้นฐาน ห้องเผาไหม้ และอุปกรณ์เชื่อมต่อ การออกแบบเป็นไปตามเงื่อนไขของการประมวลผลทางความร้อนของเชื้อเพลิงแข็งเพื่อผลิตพลังงานความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า อาจเป็นการติดตั้งแบบโมโนบล็อกหรือโมดูลาร์โดยสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบแต่ละส่วนได้ ตัวเรือนส่วนประกอบทำจากโลหะ (เหล็กแผ่น) โดยการประกอบการเชื่อม แท่นโลหะติดตั้งอยู่ที่ส่วนล่าง ซึ่งสามารถเสริมด้วยเฟืองวิ่งได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโซลูชันการออกแบบเฉพาะ ในส่วนบนมักจะจัดระบบโหลดพร้อมบังเกอร์ซึ่งเชื่อมต่อช่องจ่ายออกซิเจน ในการติดตั้งระบบผลิตก๊าซอุตสาหกรรมเพื่อผลิตไฟฟ้า อาจมีการจัดหาองค์ประกอบการโหลดเชื้อเพลิงเชิงกลพร้อมการปรับอัตโนมัติในบางครั้ง แต่ในกรณีนี้ ห้องเผาไหม้จะต้องมีไฟแสดงพิเศษที่จะให้คำสั่งเติมเชื้อเพลิงส่วนต่อไป
พื้นที่ทำงานของเครื่องกำเนิดแก๊ส
พื้นที่ภายในทั้งหมดของยูนิตสามารถแบ่งออกเป็นสี่แผนกตามเงื่อนไข:
- โซนอบแห้ง. ห้องเตรียมเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งซึ่งฟืนชนิดเดียวกันจะได้รับอุณหภูมิที่เหมาะสมโดยไม่มีความชื้นมากเกินไป โดยปกติระบอบอุณหภูมิในบริเวณนี้คือ 150-200 ° C.
- โซนกลั่นแห้ง. อีกขั้นของการเตรียมเชื้อเพลิงแข็ง แต่ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่สูงขึ้นถึง 500 °C ในขั้นตอนนี้ เครื่องกำเนิดก๊าซจะถ่านไม้เพื่อขจัดน้ำมันดิน กรด และสารที่ไม่ต้องการอื่นๆ ออกจากมัน
- โซนการเผาไหม้ ส่วนนี้ตั้งอยู่ที่ระดับการเชื่อมต่อของท่ออากาศ โดยที่อากาศจะไหลผ่านเพื่อรักษาเสถียรภาพในการเผาไหม้ โครงสร้างนี้เป็นห้องเผาไหม้แบบธรรมดาซึ่งมีอยู่ในหม้อไอน้ำเชื้อเพลิงแข็งทั้งหมด อุณหภูมิเฉลี่ยในนั้นแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1100 ถึง 1300 °C
- โซนฟื้น. พื้นที่ระหว่างตะแกรงและห้องเผาไหม้ โดยการเปรียบเทียบกับหม้อไอน้ำแบบไพโรไลซิสที่ทันสมัย ส่วนนี้เปรียบเสมือนสถานที่สำหรับการเผาไหม้ใหม่ ถ่านหินร้อนเข้าสู่เขตเผาไหม้ที่นี่ ซึ่งสามารถลบออกหรือทิ้งได้ทันที
หลักการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดแก๊ส
ขั้นตอนการทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการประมวลผลคาร์บอนที่ปล่อยออกมาไม่สมบูรณ์ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง ทั้งฟืนที่มีถ่านหินและวัสดุชีวภาพ เช่น พีทอัดก้อน เม็ดหรือเม็ดเล็กๆ จากขยะอุตสาหกรรมแปรรูปไม้สามารถทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงแข็งได้ เมื่อทำปฏิกิริยากับการไหลของอากาศที่จ่ายเข้าไป คาร์บอนที่ได้นั้นสามารถเกาะติดอะตอมของออกซิเจนเข้ากับตัวมันเองได้ ก๊าซที่เกิดขึ้นสามารถส่งพลังงานในปริมาณที่สอดคล้องกับเพียง 30% ของเชื้อเพลิงที่บรรจุในตอนแรกที่ผลิตขึ้น ในทางกลับกัน ต้องใช้ทรัพยากรน้อยลงมากในการประมวลผลคาร์บอน อย่างน้อยก็ต้องการออกซิเจนในปริมาณที่น้อยที่สุด และในกระบวนการเผาไหม้ทุติยภูมิแล้ว หน่วยกำเนิดก๊าซจะสร้างพลังงานเป้าหมายที่เหมาะสมกับการใช้งาน ในขั้นตอนนี้ต่างๆคอนเวอร์เตอร์และแบตเตอรี่ - ขึ้นอยู่กับประเภทของพลังงานที่วางแผนจะได้รับจากส่วนผสมของก๊าซและอากาศ
ความสามารถของอุปกรณ์ผลิตก๊าซ
การรวมหลักการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลกับการผลิตก๊าซถือว่าเร็วเท่าต้นศตวรรษที่ 20 นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาในทางปฏิบัติที่ประสบความสำเร็จในทิศทางนี้ ซึ่งแทนที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไปในขณะนั้นสำหรับการประมวลผลแหล่งพลังงานหมุนเวียน ทุกวันนี้ แนวคิดของการแปลงของเสียและชีวมวลจากพืชและการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนจากสารเคมีโดยเน้นที่การประหยัดพลังงานอย่างมีเหตุมีผล กลับกลายมาเป็นแนวคิดที่เกี่ยวข้องอีกครั้ง และแม้แต่เครื่องกำเนิดก๊าซความจุขนาดเล็ก 70-80 กิโลวัตต์ก็สามารถนำมาใช้ในสาธารณูปโภคหรือการเกษตร ซึ่งของเสียในท้องถิ่นจะถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ตัวอย่างเช่น มีการปฏิบัติในการติดตั้งดังกล่าวในระบบชลประทานของฟาร์มอย่างอิสระเป็นเวลา 4-5 ชั่วโมง อุปกรณ์จาก 150 kW พบได้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในพื้นที่ให้บริการและสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่ที่ต้องพึ่งพาพลังงาน
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการผลิตก๊าซในอุตสาหกรรม
เป็นครั้งแรกที่เทคโนโลยีการผลิตก๊าซเริ่มถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมแก้วและโลหะในยุโรป และในสหภาพโซเวียต พวกเขาพบว่ามีที่ยืนในด้านเศรษฐกิจของประเทศ ตัวอย่างเช่น ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 สถานีผลิตก๊าซมีการกระจายไปทั่วประเทศ โดยผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 3 เมกะวัตต์จากชีวมวลของพืชและพีท อุปกรณ์ที่ทันสมัยได้เพิ่มการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างเห็นได้ชัด ทุกวันนี้ คอมเพล็กซ์เหล่านี้เป็นคอมเพล็กซ์ทั้งหมดที่มีระบบควบคุมอัตโนมัติและแม้แต่หุ่นยนต์ภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์ กำลังไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดก๊าซเพื่อผลิตไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรมโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 300-350 กิโลวัตต์ ในบางกรณี โรงงานเหล่านี้เป็นโรงงานเคมีทั้งหมดที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับวัสดุเชื้อเพลิง หน่วยดังกล่าวใช้ในศูนย์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่เพื่อให้บริการระบบการบริโภคหลายระบบในคราวเดียว - หน่วยพลังงาน (เครื่องมือเครื่องจักร สายการประกอบ ไดนาโม คอมเพรสเซอร์) อุปกรณ์ให้แสงสว่าง โครงสร้างพื้นฐานการระบายอากาศ ฯลฯ
เครื่องกำเนิดแก๊สในงานวิศวกรรมขนส่ง
การดัดแปลงรถเพื่อติดตั้งเครื่องกำเนิดแก๊สเริ่มขึ้นในช่วงก่อนสงคราม ในเครื่องจักรจำนวนมาก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความทันสมัยนี้ มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง เนื่องจากจำเป็นต้องให้แรงดันออกซิเจนไหลแรงเพียงพอ ด้วยเหตุนี้จึงใช้พัดลมไฟฟ้า การพัฒนาที่โดดเด่นที่สุดของประเภทนี้ ได้แก่ รถบรรทุก GAZ-AA และ ZIS-5 สามตันซึ่งเครื่องกำเนิดก๊าซให้ระยะทางสูงถึง 80-90 กม. ที่ปั๊มน้ำมันหนึ่งแห่ง สิ่งนี้ไม่มากนัก แต่ในสภาวะการขาดแคลนเชื้อเพลิงเหลวในอุตสาหกรรมป่าไม้ การตัดสินใจครั้งนี้ทำให้ตัวเองได้รับความชอบธรรมในเชิงเศรษฐกิจอย่างเต็มที่ สำหรับวันนี้ การเปลี่ยนแปลงของรถยนต์ ICE แบบเดิมก็มีแรงจูงใจหลักจากการประหยัดพลังงานเช่นกัน มีตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของการแปลงรถยนต์ GAZ-24 และAZLK-2141 ซึ่งเดินทางได้ไกลถึง 120 กม. ในปั๊มน้ำมันแห่งเดียว โดยรักษาขีดจำกัดความเร็วไว้ที่ 80-90 กม./ชม.
วิธีทำชุดเครื่องกำเนิดแก๊สสำหรับรถยนต์ด้วยมือของคุณเอง
คุณสามารถใช้หลักการนี้ได้โดยไม่ต้องติดต่อผู้เชี่ยวชาญทั้งที่บ้านและด้วยตัวเอง คำแนะนำทั่วไปสำหรับการอัปเกรดดังกล่าวสามารถแสดงได้ดังนี้:
- กำลังจัดบังเกอร์โหลด มักใช้ถังแก๊สที่มีความจุ 40-50 ลิตร ด้านล่างถูกตัดออกและทำรูหรือหน้าต่างที่คอเพื่อเติมเชื้อเพลิง ควรเน้นที่การใช้ถ่านหินเนื้อละเอียดหรือเม็ด
- ตะแกรงติดรับน้ำหนักบรรทุกหลัก
- ตัวกรองไซโคลนและทวนกำลังถูกสร้างขึ้นเพื่อรับภาระความร้อน ไม่ว่าจะใช้เชื้อเพลิงแข็งประเภทใด ก็จะปล่อยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ออกมาในรูปของขี้เถ้าและฝุ่น ขยะนี้ควรถูกดักจับทันทีหลังจากถูกกรองออก
- ติดตั้งหม้อน้ำ. ส่วนประกอบนี้จะทำหน้าที่ทำให้ส่วนผสมของก๊าซเย็นลง สำหรับการติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซด้วยมือของคุณเองคุณสามารถสร้างโครงสร้างหม้อน้ำจากท่อประปา การคำนวณหน้าตัดอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญเท่านั้นเพื่อการเตรียมคาร์บอนที่เหมาะสม
- การสร้างตัวกรองละเอียด จากวัสดุเมมเบรนที่ทันสมัย สามารถผลิตแดมเปอร์สำหรับการทำให้ส่วนผสมของก๊าซและอากาศบริสุทธิ์ได้หลายระดับ ซึ่งจะช่วยเพิ่มพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- การเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ ขั้นตอนสุดท้ายในระหว่างนั้นด้วยความช่วยเหลือของการเดินทางท่อเชื่อมต่อกับมอเตอร์เพื่อนำส่วนผสมของก๊าซบริสุทธิ์ไปที่มัน
เครื่องกำเนิดก๊าซในครัวเรือน
อุปกรณ์หม้อไอน้ำในบ้านยังได้รับการปรับปรุง เพิ่มฟังก์ชันการทำงานและความสามารถในการปฏิบัติงานใหม่ สำหรับพื้นที่นี้ เครื่องกำเนิดก๊าซสามารถตั้งค่า LPG (ก๊าซคาร์บอนเหลว) ได้มากถึง 150 กิโลวัตต์ พร้อมระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว เครื่องชาร์จแบตเตอรี่และอุปกรณ์ป้องกัน นี่คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่สมบูรณ์ซึ่งสามารถใช้ได้ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ
การคำนวณอุปกรณ์สร้างก๊าซตามความจุ
โดยไม่คำนึงถึงวัตถุประสงค์ของหน่วยพลังงาน ต้องคำนวณตัวชี้วัดทางเทคนิคและการดำเนินงานก่อนซื้อ ด้านล่างนี้คือตัวอย่างการคำนวณทั่วไปสำหรับชุดเครื่องกำเนิดก๊าซสำหรับระบบทำความร้อนในบ้าน
กำลังของหน่วยควรเป็นค่าเฉลี่ยสัมพันธ์กับพื้นที่ของห้องผ่าตัดเป้าหมาย โดยคำนึงถึงความสัมพันธ์ต่อไปนี้: ศักย์ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์จากส่วนผสมของก๊าซที่สร้างขึ้นต่อ 10 ตร.ม. ดังนั้นสำหรับพื้นที่ 50 ตร.ม. จะต้องติดตั้งอย่างน้อย 5 กิโลวัตต์และหากพื้นที่ของโรงงานผลิตคือ 1,000 ตร.ม. จะต้องใช้ระบบทำความร้อนอย่างน้อย 100 กิโลวัตต์ แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด สำหรับแต่ละช่องในผนัง จะมีการเพิ่มประมาณ 1 กิโลวัตต์ โดยไม่นับการแก้ไขสภาพอากาศ เป็นผลให้วัตถุที่มีพื้นที่รวม 1,000 m2 มี 10 หน้าต่างและ 5 ประตูจะต้องใช้หน่วยที่มีความจุอย่างน้อย 1,015 กิโลวัตต์
ข้อดีเทคโนโลยี
เครื่องกำเนิดแก๊สนั้นยอดเยี่ยมสำหรับงานผลิตไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน ดังนั้นหากหน่วยเชื้อเพลิงแข็งแบบธรรมดามีประสิทธิภาพ 60% แสดงว่าหน่วยเชื้อเพลิงแข็ง - มากกว่า 80% นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในเชิงบวกของการบริการ เนื่องจากการเผาไหม้สมบูรณ์เกิดขึ้นในห้องเพาะเลี้ยงโดยเอาส่วนผสมของคาร์บอนไดออกไซด์ออก จึงไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดผนังอุปกรณ์เป็นพิเศษเพิ่มเติม แน่นอนว่ามีประโยชน์ทางเศรษฐกิจเช่นกัน เครื่องกำเนิดก๊าซที่ใช้สำหรับการเผาไม้ที่ง่ายที่สุดสามารถประหยัดได้ถึง 30-40% เมื่อเทียบกับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าและหม้อไอน้ำที่ให้ผลกระทบด้านความร้อนที่คล้ายกัน
ข้อเสียของเทคโนโลยี
ข้อดีของเครื่องกำเนิดแก๊สสามารถทำให้เป็นวิธีการหลักในการผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อนได้ หากไม่ใช่เพราะจุดอ่อน ประการแรก สิ่งเหล่านี้รวมถึงธรรมชาติที่มีหลายองค์ประกอบของชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ แม้จะมีหลักการทำงานที่เรียบง่าย แต่ชุดเครื่องกำเนิดก๊าซมีองค์ประกอบที่พึ่งพาอาศัยกันจำนวนมาก ซึ่งทำให้การประกอบและการควบคุมระบบมีความซับซ้อน นอกจากนี้ยังควรเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการรักษาการเผาไหม้อย่างต่อเนื่องโดยการโหลดวัตถุดิบเชื้อเพลิง ในการผลิตที่ใช้งานได้ ต้องทำอย่างสม่ำเสมอ จึงไม่สามารถทำได้หากไม่มีการควบคุมอัตโนมัติ
อนาคตของเทคโนโลยีการผลิตก๊าซ
การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของหน่วยผลิตก๊าซได้รับการสนับสนุนโดยการผสมผสานอินทรีย์กับเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งเป็นหนึ่งในแหล่งเชื้อเพลิงที่มีแนวโน้มมากที่สุดอย่างไม่มีเงื่อนไข ที่ในทิศทางของการปรับโครงสร้างให้เหมาะสมสำหรับเม็ดและก้อน แนวความคิดนี้มีแนวโน้มที่จะได้รับการส่งเสริมมากขึ้น สำหรับเครื่องกำเนิดก๊าซสำหรับรถยนต์ ในระดับอุตสาหกรรม การพัฒนาสามารถพิสูจน์ได้ในเชิงเศรษฐกิจเช่นกัน อย่างไรก็ตาม วัสดุเชื้อเพลิงราคาถูกประมาณ 2 กก. ผลิตพลังงานให้กับรถยนต์ได้มากเท่ากับน้ำมันเบนซิน 1 ลิตร อย่างไรก็ตาม กระบวนการพัฒนาในทิศทางนี้ยังคงถูกขัดขวางโดยความจำเป็นในการออกแบบรถยนต์ให้ซับซ้อนและการเกิดขึ้นของตัวสร้างการแข่งขันใหม่ ซึ่งกำลังเข้ามาแทนที่เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดิม
สรุป
ระบบผลิตไฟฟ้าและของเหลวในปัจจุบันถูกต่อต้านมากขึ้นด้วยเทคโนโลยีพลังงานทางเลือก สำหรับสภาพแวดล้อมในครัวเรือนเดียวกัน แผงโซลาร์เซลล์ที่สมบูรณ์และแบตเตอรี่ความร้อนใต้พิภพมีการผลิตมาช้านานแล้ว เครื่องกำเนิดก๊าซสมัยใหม่สามารถแข่งขันกับคู่แข่งได้อย่างไร? นี่ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงที่สุดสำหรับใช้ในบ้านเนื่องจากอุปกรณ์ขนาดใหญ่และการบำรุงรักษาที่ลำบาก อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมนี้ค่อนข้างสนใจการติดตั้งดังกล่าว เนื่องจากช่วยให้คุณประหยัดได้อย่างน่าประทับใจโดยไม่ลดกำลังไฟฟ้า
